本实用新型提供一种页岩气压裂返排液膜式处理资源化系统，包括顺次布置经管道连接的悬浮物去除系统、氧化系统、加药系统、膜过滤系统、分盐系统和反渗透系统；所述悬浮物去除系统用于去除页岩气压裂返排液中的悬浮物和油类物质，所述氧化系统用于氧化降解页岩气压裂返排液中的有机物，所述加药系统用于沉淀页岩气压裂返排液中的金属离子并经膜过滤系统过滤沉淀，所述分盐系统用于分离膜过滤系统产水中的二价离子和少量有机物，所述反渗透系统的产水连通至树脂吸附系统，所述反渗透系统的浓水连通至蒸发系统。本实用新型通过悬浮物去除系统、氧化系统、加药系统和膜过滤系统的联合布置，能够降低页岩气压裂返排液中的有机物和硬度。